Абсолютное давление — формула и примеры расчетов
Любое вещество может быть описано своими физико-химическим параметрами. В отличие от жидких и твердых веществ, чье состояние может быть охарактеризовано температурой и плотностью, газы имеют еще один показатель, который называется «давление». Эта физическая величина для газообразного вещества может быть представлена итоговым значением сил ударов молекул о стенки сосуда, содержащего газ. Чем больше молекул ударяется о стенки, чем больше их масса, скорость и сила воздействия на стенки сосуда– тем выше показатель давления.
Классификация
Физики различают атмосферное, абсолютное и избыточное давление. Эти виды величин связаны между собой посредством физических формул.
Единицы измерения давления
Существует множество традиционных единиц давления, которые сложились в результате развития физических дисциплин. Наиболее распространенными их них являются «бар», «атмосфера», «мм ртутного столба» и другие производные от них величины. В физических процессах этот параметр обозначается литерой Р, измеряется в паскалях и производных от него единицах. В письменном виде паскаль отображается так: [Па].
Понятие атмосферного давления
Окружающий нас воздух состоит из постоянно движущихся молекул, которые сталкиваются с земной поверхностью,находящимися на ней предметами и между собой. Из ударов крохотных частиц складывается итоговое давление. Данный параметр называется атмосферными, или барометрическим давлением.
Но, как показали измерения, Ратм в значительной степени зависит от температуры окружающей среды и высоты над уровнем моря. Поэтому для объяснения физических процессов и решения задач текущие параметры атмосферного давления сводят к нормальным условиям. Начальные параметры Ратм определяются при показателе температуры 0⁰ С над нулевым уровнем моря.
Что такое абсолютное давление
Стандартные способы измерения давления обычно используют атмосферное давление в качестве точки отсчета. Обычно этот параметр измеряется различными приборами. Наиболее популярными из которых являются барометры.
В других случаях применяют отношение наблюдаемого давления к вакууму или к другой выбранной отметке. Чтобы обозначить выбранные категории, применяют такие определения:
- Абсолютное давление газа: является параметром точки перехода между вакуумом и наблюдаемым давлением.
- Избыточное давление: для него точкой отсчета становится давление атмосферное. Вычисляется этот показатель как разность между абсолютным и атмосферным давлением.
Дифференциальное, абсолютное и избыточное давление визуально может быть представлено так:
Избыточное и абсолютное давление логически связаны между собой. Значение абсолютного давления можно получить, измерив наблюдаемое давление и прибавив к нему величину атмосферного Р.
В случае избыточного давления точкой отсчета служит значение атмосферного P. Таким образом, эта величина может быть представлена как разность между абсолютным давлением и атмосферным. Абсолютное и избыточное давление не может быть отрицательным. При Рабс=0 давление становится равным атмосферному показателю этой величины. Если быть точным, то Рабс не может быть равно вакууму – всегда остается какая-то величина, сформированная, например, давлением насыщенных паров в жидкости. Но в случае тяжелых жидкостей этот параметр очень незначителен, поэтому в первоначальных расчетах, не требующих точного вычисления, вполне допустимо.
Что такое абсолютное давление воздуха
Абсолютное давление воздуха можно измерить лишь в сосудах с другими веществами – с жидкостями или газами. Так, данный параметр довольно часто измеряется в закрытых сосудах с жидкостями. Как и в первом случае, абсолютное давление воздуха в закрытом сосуде можно измерить,как разницу между наблюдаемым Р и атмосферным.
Пьезометрическая высота
Как это часто бывает, наряду с общепринятыми единицами измерения физических величин, используются и исторические. Пьезометрическая высота -это одна из таких величин. Она может быть измерена специальным прибором, представляющим собой стеклянную трубку, верхняя часть которой незапечатана и открыто сообщается с атмосферой, а нижняя присоединена к сосуду, в котором измеряется давление. Прибор, при помощи которого можно провести подобные измерения, представлен ниже:
Если к давлению, наблюдаемому в сосуде, применить законы гидростатики, можно получить такое выражение для абсолютного давления:
Здесь ра – атмосферное давление, а выражение gρhp представляет собой произведение высоты столба жидкости на ее плотность и на значение силы тяжести. Так можно измерить абсолютное значение газа в любом сосуде.
Источник
Что значит абсолютное давление? Чем отличается от относительного (видимо)
Все очень просто. Абсолютное давление — это давление которое измеряют в паскалях, и это такое давление. какое бы создавал газ если бы не было других газов. Относительное давление — это величина которая показывает какую долю в общем давлении занимает давление данного газа и измеряется в %. Р (отн) =Р (всех газов) /Р (абс) *100%. Т. е. какую долю от общего давления занимает абсолютное давление данного газа. (всё абсолютное измеряется в конкретных единицах, например паскаль, метр, а все относительные измеряются в %, доля от чего либо общего)
насколько помню по школе, абсолютное давление Р ата = Р отн.+ 1атм., т.е. это давление учитывающее давление атмосферы.
Давление является важной физической величиной, описывающей поведение жидких и газообразных сред в системах контроля технологических процессов. Датчики давления дают информацию о давлении сжатого воздуха, газа, пара, масла и других веществ, обеспечивая надлежащее протекание контролируемого процесса и предупреждая аварийные ситуации.
Наиболее часто встречающиеся измерения давления подразделяются на: измерение абсолютного давления (ДА), избыточного (ДИ), вакуумметрического (ДВ), разности давлений (ДД).
Абсолютное давление Р – полное давление, под которым находится жидкость (газ, пар). Оно равно сумме давлений избыточного Ри и атмосферного Ра
т.е. избыточное давление равно разности между абсолютным давлением, большим атмосферного и атмосферным давлением.
Вакуумметрическое давление (разрежение, вакуум) – разность между атмосферным давлением и абсолютным давлением меньше атмосферного:
Барометры- приборы для измерения ДА
Манометры — приборы для измерения ДИ
Мановакууметры — приборы для измерения ДИ, ДВ
Дифференциальные манометры- приборы для измерения
ДД , т.е. разности двух давлений, ни одно из которых, как правило не является давлением окружающей среды (кроме использования ДМ для измерения уровня)
Единицы измерения давления:
кПа
бар
атм
кгс/см2
мм.рт.ст.при 0 оС
мм.вод.ст.при 4оС
фунт/дюйм
Представьте себе два сообщающихся сосуда с водой. Из одного сосуда сверху постоянно высасывают газ (до полного вакуума). А второй сосуд сообщается сверху с окружающей средой (атмосферой). Между уровнями воды будет разница, равная абсолютному давлению окружающей среды (атмосферы), примерно 10м, или около 100000 Па. Оно постоянно меняется.
А теперь второй сосуд мы соединим с емкостью со средой под давлением, большим атмосферного. Разность уровней будет еще больше. Разница между этими двумя разностями уровней — относительное давление. Для атмосферы соответственно оно равно 0, а вот для пара в скороварке будет больше 0, а вот со всасывающей стороны вентилятора — меньше 0
На самом деле, действительно, закипит. Но, если при очень низкой температуре (для понимания)
Абсолютное давление – это истинное или полное давление, величина, измеренная относительно полного вакуума. Данный параметр состояния исчисляется, как отношение силы, действующей на поверхность, к общей площади этой поверхности, или как сумма значений манометрического и атмосферного давления.
Абсолю́тное давле́ние ─ это истинное давление сплошных масс (жидкостей, паров и газов), отсчитываемое от абсолютного нуля давления ─ абсолютного вакуума. Абсолютный нуль давления макроскопических объёмов вещества практически недостижим, так как любое твёрдое тело образует пары, да и космическое пространство также не представляет собой абсолютную пустоту, лишённую вещества, поскольку содержит водород в количестве нескольких молекул на кубический сантиметр.
Различают также избыточное или манометрическое (приборное) давление и давление окружающей среды (в земных условиях ─ атмосферное давление). Избыточное давление представляет собой разность абсолютного давления и давления окружающей среды. Эта разность может быть как положительной, так и отрицательной. В последнем случае её называют разрежением или вакуумом, а избыточное давление – остаточным. Измерение абсолютного давления в земных условиях связано с определёнными трудностями. Практически измеряют атмосферное давление приборами барометрического типа, избыточное давление ─ приборами манометрического типа, а абсолютное давление вычисляют по формуле.
Различают давление атмосферное, избыточное и абсолютное.
Атмосферным называют давление воздуха (атмосферы) на землю и на предметы, которые находятся на ней. Это давление называется ещё барометрическим давлением, поскольку оно измеряется барометром. Обозначается Рбар. Давление воздуха на уровне моря при температуре 0 °С равно 760 мм рт ст. Его принято называть физической атмосферой (атм). С увеличением высоты над уровнем моря атмосферное давление уменьшается.
Избыточное давление- это излишек над атмосферным давлением. Это давление измеряется манометром, поэтому его ещё называют манометрическим или рабочем (кгс/см2, мм. рт. ст., мм. вод. ст.). Соотношение между этими единицами следующее:
1 ат = 1 кгс/см2 = 735,6 мм. рт. ст. = 10 000 мм. вод. ст. =10 м. вод. ст. = 10 000кгс/см2.
Абсолютное давление — это давление жидкостей или газов в закрытом сосуде. Обозначается Рабс. Оно равно сумме избыточного и атмосферного давлений.
Абсолютное давление может быть больше или меньше атмосферного. Давление ниже атмосферного называется вакуумом (Рвак). В котельной практике это разряжение (тяга) в топке котла и газоходах.
В международной системе единиц СИ основной единицей измерения давления есть ньютон на квадратный метр (Н/М2). По решению Международного комитета мер и веса эта единица названа паскалем (Па)
1 Па = 1 Н/м2 Эта единица давления очень мала и использовать её на практике невыгодно, поэтому используют кратные несистемные единицы:
1 МПа = 1 000 000 Па = 106 Па
1гПа = 1 000 000 000 Па = 109 Па
1 мм вод. ст. = 9,8066 Па = 10 Па
В технике различают давления, отсчитываемые от абсолютного вакуума и от барометрического давления. Первое называют абсолютным давлением, а второе, в зависимости от того, больше оно или меньше барометрического — избыточным давлением или разрежением.
Источник